盤點(diǎn)十項(xiàng)具有變革潛質(zhì)的前沿技術(shù)

　　6.后摩爾時(shí)代三維互連集成及芯片設(shè)計(jì)

　　三維集成電路(3DIC)是指將兩層甚至多層集成電路部件通過垂直或水平互連集成為一個(gè)芯片。三維集成電路和三維封裝之間的區(qū)別在于是否整合為單一芯片。三維封裝指多個(gè)芯片封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，芯片與芯片之間通過片外互連連接。

　　三維集成電路(3DIC)可以有效緩解了CPU的“存儲(chǔ)墻”問題，使DRAM訪存時(shí)間縮短了50倍，極大緩解了存儲(chǔ)墻的限制;將帶動(dòng)相關(guān)材料、制造、封裝和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展;帶動(dòng)小型化集成電路應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，從而為汽車電子、人體穿戴式設(shè)備和植入式應(yīng)用打開了大門。

　　3DIC是下一代集成電路的根技術(shù)，對(duì)于電子系統(tǒng)小型化、低功耗和高性能都將產(chǎn)生重要影響，可能帶來(lái)中央處理器(CPU)、系統(tǒng)芯片(SOC)體系架構(gòu)的演進(jìn)，工藝和封裝及EDA技術(shù)的革新。3DIC發(fā)展和應(yīng)用前景廣闊，將對(duì)智能手機(jī)、醫(yī)療電子、高性能計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、監(jiān)控和安全等產(chǎn)業(yè)格局引發(fā)深層次影響。

　　7.碳化硅電力電子器件技術(shù)

　　碳化硅電力電子器件是有別于傳統(tǒng)基于硅材料的、具有寬禁帶的電力電子器件。

　　碳化硅電力電子器件的重要系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于具有高壓(達(dá)數(shù)萬(wàn)伏)高溫(大于500℃)特性，突破了硅基功率半導(dǎo)體器件電壓(數(shù)kV)和溫度(小于150℃)限制所導(dǎo)致的嚴(yán)重系統(tǒng)局限性，從而使碳化硅電力電子器件能夠滿足能源轉(zhuǎn)換對(duì)高壓、大容量、高頻、高溫的功率半導(dǎo)體器件的需求，提高電力電子裝置的效率，減少系統(tǒng)損耗，達(dá)到顯著的節(jié)能效果;并大幅度減少電力電子裝置中的各類變換器的體積，大大提升裝備的機(jī)動(dòng)性、靈活性。

　　碳化硅電力電子器件由于其優(yōu)異的性能，被譽(yù)為帶動(dòng)二十一世紀(jì)“新能源革命”的“綠色能源”器件。

　　8.量子通信技術(shù)及與經(jīng)典通信的融合

　　量子通信又稱量子隱形傳送，是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實(shí)現(xiàn)保密通信過程。

　　量子通信是一種全新通信方式，它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息，是未來(lái)量子通信網(wǎng)絡(luò)的核心要素。從物理學(xué)角度，可以這樣來(lái)想象隱形傳送的過程：先提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點(diǎn)，接收者依據(jù)這些信息，選取與構(gòu)成原物完全相同的基本單元(如：原子)，制造出原物完美的復(fù)制品。量子通信技術(shù)基于量子物理學(xué)的基本原理，克服了經(jīng)典加密技術(shù)內(nèi)在的安全隱患，為迄今為止唯一被嚴(yán)格證明是無(wú)條件安全的通信方式。

　　量子通信是最先走向?qū)嵱没牧孔有畔⒓夹g(shù)。發(fā)展并裝備量子通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)量子通信與經(jīng)典通信技術(shù)的融合，對(duì)于實(shí)質(zhì)性地提升國(guó)家的信息技術(shù)水平和信息產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)建設(shè)的跨越式發(fā)展，及國(guó)防、金融、政務(wù)等領(lǐng)域的信息安全保障都具有重要作用。

　　9.軌道角動(dòng)量通信技術(shù)

　　未來(lái)的電磁波通信技術(shù)如何尋找新的物理參數(shù)維度，如何在有限頻譜資源內(nèi)滿足通信容量呈數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)的需求，是一個(gè)重大的科學(xué)和技術(shù)挑戰(zhàn)，必須從物理層面尋找新的原理。光束除了具有與量子自旋有關(guān)的角動(dòng)量以外，還有一種是由于光束具有螺旋形相位結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的軌道角動(dòng)量(OAM，Orbital angular momentum)，因此OAM被稱為光子(或電磁波)的最后一個(gè)基本參數(shù)，并且尚未被應(yīng)用于通信。

　　在OAM這一電磁波的基本物理參數(shù)維度上，發(fā)掘未來(lái)通信系統(tǒng)容量呈數(shù)量級(jí)擴(kuò)展的容量資源、基本原理和核心技術(shù)，與已經(jīng)利用的容量資源結(jié)合，可能大幅度新增容量。該技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于緩解移動(dòng)通信系統(tǒng)的大容量需求和頻譜資源受限的矛盾，支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，具有重要作用。

　　10.泛在感知與全分布控制技術(shù)

　　1988年，普適計(jì)算之父Mark Weiser第一次將“泛在”一詞用于計(jì)算器和網(wǎng)絡(luò)中，他將泛在計(jì)算定義為“一種使用物理上的多臺(tái)計(jì)算器加強(qiáng)計(jì)算能力，同時(shí)讓用戶無(wú)感知地使用的方式”;并預(yù)言了未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)模式：“網(wǎng)絡(luò)如同空氣和水一樣，自然而深刻地融入人類的日常生活和工作中。”這就是泛在網(wǎng)的作用。

　　隨著無(wú)線技術(shù)、傳感技術(shù)和芯片處理技術(shù)的發(fā)展，使得泛在感知成為可能。如果說(shuō)泛在網(wǎng)是ICT社會(huì)發(fā)展的最高目標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)則是泛在網(wǎng)的初級(jí)和必然發(fā)展階段，而傳感器網(wǎng)則是物聯(lián)網(wǎng)的延伸和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

　　泛在感知網(wǎng)絡(luò)不僅僅是基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，同時(shí)也能向其他行業(yè)提供信息通訊服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的綜合利用，提升個(gè)人、企業(yè)、家庭的生活品質(zhì)及工作效率;數(shù)字化、多媒體化的信息服務(wù)將融入人們?nèi)粘９ぷ?、生活中，并起到方便生活的作用?/p>